JP3850073B2 - 実体顕微鏡用双眼鏡筒 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学像の正立像の形成と、使用者の眼幅に対応する眼幅調整を可能とした実体顕微鏡用双眼鏡筒に関するものである。
一般に、実体顕微鏡においては、光学像の上下方向の反転による正立像の形成と、使用者の眼幅に対する接眼レンズ間距離の調整は、不可欠の構成であり、このため、従来より、双眼鏡筒として、図８（ａ）（ｂ）、図９（ａ）（ｂ）に示すようなものが知られている。
【０００２】
図８（ａ）（ｂ）は、三角プリズム５１、直角プリズム５２、５３および台形プリズム５４を組み合わせたもので、三角プリズム５１で鏡筒角を３０°にした後、直角プリズム５２、５３と台形プリズム５４の組み合わせによるポロプリズムにより光学像を正立像に形成し、さらにポロプリズムに入射する光軸ｄを軸にして、ポロプリズムを回転させることで、接眼レンズ５５間の間隔ｌを調整して使用者の眼幅に合わせられるようになっている。
【０００３】
一方、図９（ａ）（ｂ）は、ダハプリズム６１と平行プリズム６２を組み合わせたもので、ダハプリズム６１の稜線部６１ａを使って鏡筒角を３０°とするとともに、光学像を正立像に形成し、さらに平行プリズム６２を通し、その平行プリズム６２に入射する光軸ｄを軸に、同平行プリズム６２を回転させることにより、使用者の眼幅に合わせた接眼レンズ６３での眼幅調整ができるようになっている。
さらに、実開平１−１６４４０１号公報には、正立像を形成するとともに、眼幅調整のできるティルティング鏡筒の構成が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような実体顕微鏡は、例えば、半導体チップの外観検査など作業用として使われ、長時間の観察に用いられることが多いことから、その観察の際の姿勢に無理があれば、使用者は、筋肉に生じるストレスにより疲労してしまい、長時間の作業が難しくなる。
【０００５】
このため、最近では、長時間の観察に好ましい鏡筒角度の研究が行われるようになり、現在普及している鏡筒角度３０°、４５°よりも角度の浅い１５°〜２０°ぐらいの鏡筒角度のものが最適であることが判明してる。
【０００６】
そこで、上述した図８（ａ）（ｂ）に示す従来のものについて鏡筒角度１５°または２０°に構成することが考えられるが、こうすると、光束の通る有効径を確保するため、鏡筒角度を浅くするほど同図（ｃ）（ｄ）に示すように三角プリズム５１が大型化し、さらに、三角プリズム５１の底面で反射する際の反射角度ｅが浅くなるため、光束に対する反射面積が大きくなり、この反射面での面精度により像の劣化が大きくなってしまう。
【０００７】
一方、このような鏡筒における眼幅調整のための左右の光軸間距離を決定する軸構成は、図１０に示すように鏡筒本体７１にポロプリズム７２を固定したプリズム台７３を回転軸７４を介して回転自在に支持し、この回転軸７４と鏡筒本体７１との間に波ワッシャー７５を介在させて回転軸７４の回転に重さ出しをするようになっている。そして、このような軸構成において、その性能と信頼性を高めるには、
・光束の通る有効径ｆを広くとる（視野数、ＮＡを大きくとり、写真装置や同軸落射などの中間鏡筒を鏡筒とズーム鏡体の間に入れても、いわゆるケラレなどを発生させないため）。
【０００８】
・回転軸７４の肉厚ｇを大きくとる（軸部の強度を高める）。
・波ワッシャー７５の幅を大きくとる（確実な重さ出しのため）。
などを満足することが挙げられる。
【０００９】
そして、これらの条件を満たすには、回転軸７４間の距離ｈを大きくとることが考えられるが、上述した図８に示す構成のものでは、回転軸間距離ｈは、ポロプリズムに入射する光軸ｄ間の距離と同一であり、この光軸ｄ間の距離は、物体側の左右光軸の内向角、ＮＡおよび装置自体の大きさでほぼ決まってしまうので（例えば、現在のガリレオタイプの実態顕微鏡では２２〜２４ｍｍになっている。）、それ以上大きくすることはできず、鏡筒としての性能および信頼性に制限が生じてしまう。
【００１０】
また、上述した図９（ａ）（ｂ）についても、鏡筒角度を１５°または２０°に構成することを考えると、同図（ｃ）（ｄ）に示すように、いずれの場合も、コンパクト構成はできるものの、回転軸間距離ｈは、上述したと同様に鏡筒の光軸ｄ間の距離と同一なので、やはり鏡筒としての性能および信頼性に制限は生じてしまう。
【００１１】
また、このような構成に用いられるダハプリズム６１は、その製作が難しいことで知られており、特に、稜線６１ａはシャープエッヂになるように数μｍオーダーで研摩されなければならなず、このため、この部品の管理も運搬中などに欠けを生じないように稜線６１ａ部分に特殊なコートを施すなど細心の注意が払われ、コスト高なものになる。それでも稜線６１ａのエッヂは０にはならないので視野にエッヂのフレアーがのる場合がある。
【００１２】
このため、従来、フレアーのエッヂ管理をさけるため、稜線を使わないダハプリズムで構成することが考えられるが、このような稜線を使わないダハプリズムは、それ自身が大きなものであるため、コンパクト構成にできなくなるという問題があった。
【００１３】
さらに、実開平１−１６４４０１号公報に開示されるティルティング鏡筒によれば、鏡筒角２０°や１５°を実現することはできる。ところが、周知のようにティルティング鏡筒自体、構成が複雑で高価なものであるため、特に安価を売り物にする実体顕微鏡用の双眼鏡筒への適用は難しく、さらに、プリズム自体も鈍角プリズムを使うとなれば、プリズムの加工などは一般的でなくなるため、さらに高価なものとなり、一般に使用しづらいものとなっている。
【００１４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、鏡筒角度の浅い双眼鏡筒をコンパクトにかつ安価にして得られ、しかも性能および信頼性に優れた実体顕微鏡用双眼鏡筒を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、対物レンズの観察光を結像する結像レンズと、前記結像レンズの上方で、かつ入射面が前記結像レンズの光軸と垂直となるように配置される入射プリズムと、出射面から垂直に光が出射される出射プリズムと、これら入射プリズムと出射プリズムとの間に介在される中間プリズムとからなる正立像を得るための一対のポロプリズムと、を備え、前記入射プリズムは、前記入射面から前記入射プリズムの反射面までの距離よりも前記反射面から前記入射プリズムの出射面までの距離が大きくなるように設定されるとともに、前記入射プリズムの出射光軸を軸に所定角度回転させ、前記出射プリズムは、その入射光軸を軸に前記入射プリズムの回転方向と逆向きに同じ角度だけ回転させ、それぞれ前記中間プリズムに接着固定されることを特徴としている。
【００１６】
請求項２記載の発明は、請求項１記載において、さらに前記出射プリズムの出射光軸上に、該出射光軸を軸に回転自在に配置された平行四辺形プリズムを有している。
【００１７】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記結像レンズは、左右光路の各々一個所に設けられることを特徴としている。
【００１８】
この結果、請求項１または２記載の発明によれば、入射プリズムと出射プリズムのそれぞれの回転角が等しい状態を保ったまま、これらの回転角を調整するのみで、スペース的にコンパクトにして、長時間の観察に好ましいとされる鏡筒角度１５°〜２０°程度の角度の浅い双眼鏡筒を簡単に得られる。
【００１９】
また、請求項３記載の発明によれば、ポロプリズムの入射光軸間隔より出射光軸間隔を大きくできることから、鏡筒としての性能と信頼性を高めることもできる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従い説明する。
（第１の実施の形態）
図１（ａ）（ｂ）は、本発明が適用される実体顕微鏡用双眼鏡筒の概略構成を示している。図において、１は結像レンズで、この結像レンズ１は、実体顕微鏡の図示しない対物レンズの観察光を映像面に結像させるためのものである。
【００２１】
この結像レンズ１の上方に、三角プリズムの入射面に垂直に光が入射される入射プリズム２と、三角プリズムの出射面から垂直に光が出射される出射プリズム３と、これら入射プリズム２と出射プリズム３の間に介在する中間プリズム４から構成される正立像を得るための一対のポロプリズムを配置している。
【００２２】
この場合、入射プリズム２は、結像レンズ１からの光束が入射面から垂直に入射され、これを直角に折り曲げるように作用し、出射プリズム３は、中間プリズム４からの光束を直角に折り曲げ、出射面から垂直に出射させるように作用するものである。そして、これら入射プリズム２と出射プリズム３は、図２に示すように、入射プリズム２については、その出射光軸を軸に所定角度αだけ回転させ、出射プリズム３については、その入射光軸を軸に、入射プリズム２の回転方向と逆向きに同じ角度α′だけ回転させて、それぞれ中間プリズム４に接着固定している。さらに、入射プリズム２は、図３に示すように入射面から反射面までの距離ｉ1 よりも反射面から出射面までの距離ｉ2 が大きくなるように一辺の長さｉを設定することにより、ポロプリズムの入射光軸間隔ｈi より出射光軸間隔ｈを大きく取れるようにもしている。
【００２３】
このようにしたポロプリズムの出射プリズム３に対応させて平行プリズム５を配置している。この平行プリズム５は、出射プリズム３より出射される光束を２回反射して入射光軸と平行に出射させるもので、出射プリズム３からの出射光軸ｄを中心とした回転により、接眼レンズ６の間隔ｌを可変可能にしている。
【００２４】
そして、この平行プリズム５の出射光軸と同軸上に、映像面に結像された像を観察する接眼レンズ６が配置している。
この場合、図２では、鏡筒角が３０°の場合を示しているが、入射プリズム２と出射プリズム３のそれぞれの回転角αとα′が等しい状態を保ったまま、これら回転角αとα′を調整して、中間プリズム４に接着固定するようにすれば、図４および図５に示すように鏡筒角の浅い２０°、１５°のものも得られるようになる。
【００２５】
しかして、このように構成した双眼鏡筒では、実体顕微鏡の図示しない対物レンズからの観察光が結像レンズ１に入射され、この結像レンズ１からの出射光が、入射プリズム２、出射プリズム３、中間プリズム４から構成されるポロプリズムに入射されると、このポロプリズム内の通過により、観察像の上下左右が反転され正立像に補正されるとともに、出射光軸が、入射プリズム２と出射プリズム３のそれぞれの回転角αとα′に応じて所定角度の傾きをもって出射され、平行プリズム５を回転して接眼レンズ６の間隔ｌを可変することで使用者の眼幅に合わせた双眼鏡筒が得られるようになる。
【００２６】
従って、このようにすれば、入射プリズム２、出射プリズム３、中間プリズム４からなるポロプリズムにおいて、入射プリズム２について、その出射光軸を軸に所定角度αだけ回転させ、出射プリズム３についても、その入射光軸を軸に、入射プリズム２の回転方向と逆向きに同角度α′だけ回転させて、それぞれ中間プリズム４に接着固定しており、この時、これら入射プリズム２と出射プリズム３のそれぞれの回転角αとα′が等しい状態を保ったまま、これら回転角α、α′を調整するのみで、スペース的にコンパクトにして、長時間の観察に好ましいとされる鏡筒角度１５°〜２０°程度の角度の浅い双眼鏡筒をも簡単に得られることになる。この場合、構成部品として用いられる入射プリズム２および出射プリズム３は、特殊な形状のものでなく、一般的な三角プリズムなので、価格的にも安価にでき、さらに入射プリズム２、出射プリズム３、中間プリズム４での反射角をすべて４５°にできるので、面精度による像の劣化も少なく良好な観察像も得られる。
【００２７】
さらに、入射プリズム２については、図３に示すように一辺の長さｉを選択し、光束の反射面から出射面までの距離を大きく設定することにより、ポロプリズムとして、入射光軸間隔ｈi より出射光軸間隔ｈを大きくできるので、つまり、眼幅調整の平行プリズム５の回転軸間距離がズーム鏡体の光軸間距離によらず自由に設定できるので、上述した図１０に示した軸構成においても、光束の通る有効径ｆを広く、回転軸７４の肉厚ｇを大きく、さらに波ワッシャー７５の幅を大きくとることも可能となり、これにより鏡筒としての性能と信頼性を高めることもできるようになる。
【００２８】
なお、ポロプリズムの一部を構成する入射プリズム２は、図６に示すような三角プリズムを用いてもよい。このような三角プリズムを用いれば、プリズム自体の加工が簡単になり、さらに安価にできる。
（第２の実施の形態）
図７は、第２の実施の形態を示すもので、第１の実施の形態で述べた双眼鏡筒をティルティング鏡筒に構成したものである。この場合、図７は、図２と同一部分には同符号を付している。
【００２９】
この場合、入射プリズム２、出射プリズム３、中間プリズム４からなるポロプリズムの出射面３ａに、さらに三角プリズム７を接合し、このプリズム７と平行プリズム５の間に、ミラー８を回動可能に配置し、この状態から、鏡筒の角度をθ傾けた状態で、ミラー８をθ／２だけ動かすようにしている。
【００３０】
このようにすれば、鏡筒の傾き角度θに応じてミラー８の回動角度をθ／２の関係で調整することにより、鏡筒角度の深いものから浅いものまで、任意の鏡筒角からなる双眼鏡筒を得られるようになる。
【００３１】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば鏡筒角度の浅い双眼鏡筒をコンパクトにかつ安価にして得られ、しかも性能および信頼性に優れた実体顕微鏡用双眼鏡筒を得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の概略構成を示す図。
【図２】第１の実施の形態の入射プリズムと出射プリズムの位置関係を表した概略構成を示す図。
【図３】第１の実施の形態に用いられる入射プリズムを示す図。
【図４】第１の実施の形態の鏡筒角２０°の場合の概略構成を示す図。
【図５】第１の実施の形態の鏡筒角１５°の場合の概略構成を示す図。
【図６】第１の実施の形態に用いられる入射プリズムの他の例を示す図。
【図７】本発明の第２の実施の形態の概略構成を示す図。
【図８】従来の双眼鏡筒の一例の概略構成を示す図。
【図９】従来の双眼鏡筒の他の例の概略構成を示す図。
【図１０】双眼鏡筒に用いられる眼幅調整のための左右光軸間距離を決定する軸構成を示す図。
【符号の説明】
１…結像レンズ、
２…入射プリズム、
３…出射プリズム、
４…中間プリズム、
５…平行プリズム、
６…接眼レンズ、
７…三角プリズム、
８…ミラー。

Claims (3)

1. 対物レンズの観察光を結像する結像レンズと、前記結像レンズの上方で、かつ入射面が前記結像レンズの光軸と垂直となるように配置される入射プリズムと、出射面から垂直に光が出射される出射プリズムと、これら入射プリズムと出射プリズムとの間に介在される中間プリズムとからなる正立像を得るための一対のポロプリズムと、を備え、
   前記入射プリズムは、前記入射面から前記入射プリズムの反射面までの距離よりも前記反射面から前記入射プリズムの出射面までの距離が大きくなるように設定されるとともに、前記入射プリズムの出射光軸を軸に所定角度回転させ、
   前記出射プリズムは、その入射光軸を軸に前記入射プリズムの回転方向と逆向きに同じ角度だけ回転させ、
   それぞれ前記中間プリズムに接着固定されることを特徴とする実体顕微鏡用双眼鏡筒。
2. さらに前記出射プリズムの出射光軸上に、該出射光軸を軸に回転自在に配置された平行四辺形プリズムを有することを特徴とする請求項１記載の実体顕微鏡用双眼鏡筒。
3. 前記結像レンズは、左右光路の各々一個所に設けられることを特徴とする請求項１記載の実体顕微鏡用双眼鏡筒。

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